一種水培生菜營養(yǎng)液及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)無土栽培技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水培生菜營養(yǎng)液及其制備與應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水培以營養(yǎng)液作為栽培介質(zhì)，具有清潔、廉價便于調(diào)控的特點，成為工廠化蔬菜生產(chǎn)首選的栽培模式之一。然而，由于在營養(yǎng)液栽培條件下，作物的根系直接浸沒在營養(yǎng)液中，由于營養(yǎng)液的緩沖性遠遠弱于土壤，其組分、特性的波動在短時間內(nèi)會對作物的健康產(chǎn)生不良影響。雖然通過更換營養(yǎng)液可以避免上述影響，但更換營養(yǎng)液會對水資源造成很大的浪費，且營養(yǎng)液廢液中的殘留的無機態(tài)的氮、磷排放到環(huán)境中也會對當?shù)氐乃h(huán)境造成潛在威脅。
[0003]因此，在規(guī)?；墓S化栽培體系多采用封閉式的栽培方式，即通過借助一定的管路裝置實現(xiàn)營養(yǎng)液在栽培系統(tǒng)中閉路循環(huán)，且通過組分的調(diào)控來維持營養(yǎng)液性狀的穩(wěn)定，以便為作物創(chuàng)造適宜的栽培環(huán)境。營養(yǎng)液組分多用EC和pH兩個指標來衡量。通常情況下，生產(chǎn)管理者往往將EC管控和pH管控分開考慮，即采用通用的栽培配方配制營養(yǎng)液，將營養(yǎng)液EC調(diào)整至合理范圍，然后使用pH調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)營養(yǎng)液的pH。然而，對于多數(shù)作物而言，作物根系對營養(yǎng)液中氮、磷、鉀的吸收量較大，鈣、鎂、硫的需求量較小。作物根系對營養(yǎng)液各主要離子的非均衡吸收會導(dǎo)致營養(yǎng)液組分出現(xiàn)失衡現(xiàn)象，營養(yǎng)液的PH值也會升高，需要通過添加PH調(diào)節(jié)劑將其調(diào)節(jié)至適宜的范圍內(nèi)，而添加的pH調(diào)節(jié)劑多為硝酸。通過營養(yǎng)液PH調(diào)控在改善營養(yǎng)液酸堿環(huán)境的同時也向營養(yǎng)液中帶入了大量的硝酸根，營養(yǎng)液中過量硝酸根會引起營養(yǎng)液組分失衡，造成離子拮抗，作物體內(nèi)硝酸鹽富集、VC含量降低等蔬菜品質(zhì)惡化問題。
[0004]有鑒于此，亟待針對現(xiàn)有水培作物過程中營養(yǎng)液配方進行優(yōu)化設(shè)計，在此基礎(chǔ)上建立優(yōu)質(zhì)高效的無土栽培蔬菜生產(chǎn)模式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對工廠化生菜栽培過程中遇到的營養(yǎng)液配制和pH調(diào)控獨立進行帶來的營養(yǎng)液組分失衡的問題，對現(xiàn)有配方進行改進，在保證作物養(yǎng)分需求的基礎(chǔ)上對營養(yǎng)液配方的肥料種類進行優(yōu)化，引入了硫酸鉀、磷酸、硝酸，去掉了磷酸鹽，減少了硝酸鈣和硝酸鉀的用量，在保證營養(yǎng)液PH穩(wěn)定的同時兼顧了營養(yǎng)液氮、磷、鉀的平衡，提高生菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。
[0006]本發(fā)明的第一目的是保護一種水培生菜營養(yǎng)液。
[0007]本發(fā)明所述生菜又稱葉用萵苣、鵝仔菜、嘜仔菜、萵仔菜，屬菊科萵苣屬，拉丁名為var.ramosa Hort.。
[0008]本發(fā)明針對生菜的特性，對營養(yǎng)液的組成和各成分的用量均進行了合理優(yōu)化，同時對營養(yǎng)液的PH值進行了限定，各組分協(xié)同作用，從而提高營養(yǎng)液的功效。
[0009]具體而言，本發(fā)明提供了一種水培生菜營養(yǎng)液，所述營養(yǎng)液包含以下濃度的成分:硝酸鈣115?120mg/L，硝酸鉀74?78mg/L，硫酸鎂120?125mg/L，硫酸鉀63?67mg/L，螯合鐵 18 ?22mg/L，棚酸 0.4 ?0.6mg/L，硫酸猛 0.4 ?0.6mg/L，硫酸梓 0.045 ?0.055mg/L，硫酸銅 0.015 ?0.025mg/L，鉬酸銨 0.008 ?0.012mg/L，pH 調(diào)節(jié)劑。
[0010]所述螯合鐵優(yōu)選為乙二胺四乙酸鐵鈉鹽EDTA-FeNa。
[0011]所述營養(yǎng)液的pH值為5.5?6.5。
[0012]所述pH調(diào)節(jié)劑由3?7 %稀硝酸與3?7 %稀磷酸按體積比1.5?2.5:1混合配制而成，優(yōu)選為由4?6%稀硝酸與4?6%稀磷酸按體積比2:1混合配制而成。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述營養(yǎng)液由以下濃度的成分配制而成:硝酸鈣118mg/L，硝酸鉀76mg/L，硫酸鎂123mg/L，硫酸鉀65mg/L，螯合鐵20mg/L，硼酸0.5mg/L，硫酸錳0.5mg/L，硫酸鋅0.05mg/L,硫酸銅0.02mg/L,鉬酸銨0.01mg/L和pH值調(diào)節(jié)劑；
[0014]所述營養(yǎng)液的pH值為5.5?6.5，所述pH值調(diào)節(jié)劑由4?6%稀硝酸與4?6%稀磷酸按體積比2:1混合而成。
[0015]本發(fā)明所述pH調(diào)節(jié)劑進一步優(yōu)選為由5%稀硝酸與5%稀磷酸按體積比2:1混合配制而成，該配方的PH調(diào)節(jié)劑對于本發(fā)明提供的水培生菜營養(yǎng)液的pH值調(diào)節(jié)效果最佳。
[0016]本發(fā)明的第二目的是保護所述水培生菜營養(yǎng)液的配制方法。該方法將營養(yǎng)液原液的配制和pH調(diào)控統(tǒng)籌考慮，從而提高水培生菜營養(yǎng)液的功效。
[0017]具體而言，本發(fā)明提供了一種水培生菜營養(yǎng)液的配制方法，所述方法包括以下步驟:
[0018](I)稱取各成分，以水為溶劑，分別配制母液A、母液B和母液C ；
[0019]其中，母液A包含硝酸鈣和硝酸鉀；母液B包含硫酸鎂和硫酸鉀；母液C包含螯合鐵、硼酸、硫酸錳、硫酸鋅、硫酸銅和鉬酸銨；各成分的濃度均為目標濃度的400?600倍；
[0020](2)向營養(yǎng)液儲液池中注水，邊攪拌邊依次加入步驟(I)所得母液A、母液B和母液C，使各成分達到目標濃度，混合均勻后，即得營養(yǎng)液原液；
[0021](3)使用本發(fā)明所述pH調(diào)節(jié)劑將步驟(2)所得營養(yǎng)液原液的pH值調(diào)節(jié)至5.5?
6.5，即得水培生菜培養(yǎng)液。
[0022]所述步驟⑴中，各母液的配制可在室內(nèi)進行。
[0023]所述步驟⑵中，營養(yǎng)液原液的配制可在栽培系統(tǒng)的營養(yǎng)液儲液池中進行。在加入每一種母液后，都要進行充分攪拌，以保證母液和水混合均勻，以防在加入下一種母液時因為局部離子濃度過高而發(fā)生沉淀，使營養(yǎng)液的有效性降低。所述水可使用自來水。
[0024]所述步驟(3)中，由于一般配制營養(yǎng)液所用的水的pH多高于6.5，甚至會出現(xiàn)高于
7.5的情況，因此，在步驟(3)中應(yīng)對步驟(2)所得營養(yǎng)液原液的pH進行檢測，并采用本發(fā)明所述PH調(diào)節(jié)劑將營養(yǎng)液的pH調(diào)整至5.5?6.5。
[0025]本發(fā)明的第三目的是保護所述水培生菜營養(yǎng)液的應(yīng)用。該方法可以充分避免營養(yǎng)液使用過程中可能出現(xiàn)的各組分失衡問題，確保了營養(yǎng)液的使用效果。
[0026]具體而言，本發(fā)明提供了一種水培生菜營養(yǎng)液的應(yīng)用方法，所述方法包括以下步驟:
[0027](I)將生菜定植于裝有所述水培生菜營養(yǎng)液的儲液池中，并定期補充營養(yǎng)液；
[0028](2)定期檢測營養(yǎng)液的pH值，當檢測結(jié)果高于6.5時，使用本發(fā)明所述pH調(diào)節(jié)劑將pH值調(diào)整至5.5?6.5。
[0029]所述步驟(I)中，生菜生長過程中營養(yǎng)液會持續(xù)消耗，當儲液池中的營養(yǎng)液消耗至原體積的1/2時，可補充營養(yǎng)液至原體積。
[0030]所述步驟(2)中，生菜生長過程中由于作物根系的非均衡吸收作用，會導(dǎo)致營養(yǎng)液PH升高，故需要對營養(yǎng)液的pH進行定期檢測，當檢測結(jié)果高于6.5時，就需要用本發(fā)明所述的PH調(diào)節(jié)劑進行營養(yǎng)液pH調(diào)控，將其調(diào)整至5.5?6.5的范圍內(nèi)。營養(yǎng)液pH管理過程也可以借助營養(yǎng)液組分在線檢測調(diào)控裝置實現(xiàn)無人值守化的智能管理。
[0031]優(yōu)選地，所述應(yīng)用方法包括以下步驟:
[0032](I)將兩片真葉展開的生菜幼苗定植于裝有所述水培生菜營養(yǎng)液的栽培槽中，用循環(huán)水泵提供營養(yǎng)液，水泵開啟頻率為15分鐘/小時；
[0033](2)定期檢測營養(yǎng)液的pH值，當檢測結(jié)果高于6.5時，使用由5%稀硝酸與5%稀磷酸按體積比2:1混合而成的pH調(diào)節(jié)劑，將pH值調(diào)整至5.5，至生菜收獲即可。
[0034]本發(fā)明的上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點:首先，本發(fā)明將營養(yǎng)液的配制與pH調(diào)控綜合考慮，適當減少了營養(yǎng)液中硝態(tài)氮的用量，避免了營養(yǎng)液配制和PH調(diào)控過程中對硝酸根的過量引入，在維持營養(yǎng)液組分平衡的同時減少了氮肥的投入，在降低生產(chǎn)成本的同時，提高了生菜的產(chǎn)量、品質(zhì)和營養(yǎng)液利用效率。試驗結(jié)果表征，與使用單一硝酸調(diào)控營養(yǎng)液PH值相比，利用本發(fā)明進行營養(yǎng)液PH值調(diào)控能使蔬菜的產(chǎn)量增加20%以上，且營養(yǎng)液利用效率提高10%以上。本發(fā)明用磷酸來替代常規(guī)營養(yǎng)液配方中的磷酸鹽(磷酸二氫銨或者磷酸二氫鉀)，一方面利用磷酸的穩(wěn)定緩沖性可以使營養(yǎng)液PH在較長的時間內(nèi)穩(wěn)定在合理的范圍內(nèi)，另一方面在保證生菜磷需求的前提下用磷酸替代部分的硝酸，從而減少了硝酸的投入，避免了硝酸鹽在作物體內(nèi)的累積，同時也保證了作物的磷需求。本發(fā)明在保證作物養(yǎng)分需求的基礎(chǔ)上對營養(yǎng)液配方的肥料種類進行優(yōu)化，引入了硫酸鉀、磷酸、硝酸，去掉了磷酸二氫銨，減少了硝酸鈣和硝酸鉀的用量，在保證營養(yǎng)液PH穩(wěn)定的同時兼顧了營養(yǎng)液氮、磷、鉀的平衡，提高生菜的產(chǎn)量和品質(zhì)。
[0035]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將營養(yǎng)液組分均衡與性狀穩(wěn)定統(tǒng)籌考慮，在維持營養(yǎng)液PH值穩(wěn)定的同時兼顧了營養(yǎng)液氮、磷、鉀的平衡，為作物創(chuàng)造了更為適宜的根際環(huán)境。并且，在降低生產(chǎn)成本的同時，提高了生菜的產(chǎn)量和營養(yǎng)液利用效率。
【附圖說明】
[0036]圖1是實施例7所述營養(yǎng)液栽培系統(tǒng)的示意圖；圖中，I栽培系統(tǒng)營養(yǎng)液儲液池，2供液水泵，3栽培槽。
[0037]圖2是實施例8所述營養(yǎng)液自動管理系統(tǒng)的示意圖；圖中，I栽培系統(tǒng)營養(yǎng)液儲液池，2供液水泵，3栽培槽，4雙浮球閥，5營養(yǎng)液pH自動管理系統(tǒng)，6營養(yǎng)液原液存放罐。
[0038]圖3是實施例7所述生菜產(chǎn)量結(jié)果對比示意圖。
[0039]圖4是實施例7所述營養(yǎng)液pH動態(tài)變化對比示意圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0041]與傳統(tǒng)水培生菜營養(yǎng)液配方及使用方法相比，本實施方式提供了一種水培生菜營養(yǎng)液配方及配制方法，該配方及配制方法將營養(yǎng)液配制過程中EC調(diào)控和pH調(diào)控統(tǒng)籌考慮，避免了營養(yǎng)液配制過程中將二者獨立進行而導(dǎo)致的營養(yǎng)液組分失衡現(xiàn)象的發(fā)生。由此，有效控制了營養(yǎng)液配方中氮、磷和鉀的比例，在配制營養(yǎng)液配方過程中同時兼顧了營養(yǎng)液養(yǎng)分比例和PH兩個重要因素的調(diào)控。這里，無論是營養(yǎng)液配方中主要元素的濃度還是pH調(diào)節(jié)劑中硝酸與磷酸的比例，均可以做出微調(diào)，只要應(yīng)用本發(fā)明上述核心設(shè)計構(gòu)思均在本申請請求保護的范圍內(nèi)。
[0042]不失一般性，下面以常用的閉合式營養(yǎng)液栽培系統(tǒng)為技術(shù)基礎(chǔ)，對本發(fā)明提出的水培生菜營養(yǎng)液配方及配置使用方法做詳細闡述。
[0043]本發(fā)明各實施例所述螯合鐵均為乙二胺四乙酸鐵鈉鹽EDTA-FeNa。
[0044]實施例1
[0045]水培生菜營養(yǎng)液由以下濃度的成分組成:硝酸鈣118mg/L，硝酸鉀76mg/L，硫酸鎂123mg/L，硫酸鉀 65mg/L，螯合鐵